Blackout - Versorgungssicher mit Erneuerbaren Energien?

Was wir aus den Stromausfällen in USA, Großbritannien, 
Skandinavien und Italien für die Zukunft der Erneuerbaren 
Energien lernen können              
                                     Von Wolf von Fabeck
 

Es darf doch nicht wahr sein: Ein Baum fällt in der Schweiz 
auf eine Hochspannungsleitung und in der Folge ist ganz 
Italien ohne Strom! 

Versorgungssicherheit wird zum öffentlichen Thema. Die 
deutschen Stromversorger machten unmittelbar nach dem 
italienischen Blackout darauf aufmerksam, dass für 
Deutschland keine Gefahr bestanden hätte, dass aber in 
zehn Jahren 40.000 MW Kraftwerkskapazität ERNEUERT 
werden müssten. Sie suggerieren damit, dass nur mit der 
bisherigen Kraftwerksstruktur die Versorgungssicherheit 
erhalten werden könne. Hier müssen wir Freunde der 
Erneuerbaren rasch antworten.
 

** Versorgungssicherheit - mit Erneuerbaren Energien?

Wie mag es wohl um die Sicherheit der Stromversorgung 
bestellt sein, wenn später einmal wetterabhängige Wind- 
und Solaranlagen die Stromversorgung übernehmen, fragen 
uns nun selbst Freunde der Erneuerbaren Energien. 
Werden wir dann vielleicht alle paar Wochen im Dunkeln 
sitzen? Um diese Frage kompetent beantworten zu können, 
müssen wir uns zunächst einmal mit den Ursachen für die 
Zusammenbrüche befassen und dann überzeugend darstellen, 
ob und wie diese Ursachen bei einer zukünftigen 
Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien vermieden werden 
können.
 

** Wie kommt es zu einem landesweiten Blackout?

Wichtig für das Verständnis ist folgende Grundtatsache: 
Aus physikalischen Gründen können die Verbraucher insgesamt 
nicht mehr Strom verbrauchen als jeweils im gleichen 
Augenblick in allen Kraftwerken insgesamt erzeugt wird. 
Versuchen sie es trotzdem, geht die Spannung im Netz 
herunter, die Elektrogeräte verbrauchen infolgedessen 
weniger Strom (der Verbraucher merkt es bisweilen an einem 
Nachlassen der elektrischen Beleuchtung) und es entsteht 
ein neues Gleichgewicht zwischen dem zwangsweise unmerklich 
verminderten Stromverbrauch und der vorher nicht ganz 
ausreichenden Stromerzeugung. 
In geringen Grenzen kommen solche kleinen Spannungsänderungen 
ständig vor und werden möglichst rasch durch eine Erhöhung 
oder Verringerung der Erzeugerleistung wieder ausgeglichen. 

Erst wenn die Erzeugerleistung so weit abnimmt, dass 
bestimmte Spannungswerte im Netz unterschritten werden, kann 
es dramatisch werden. Nehmen wir also an, dass plötzlich und 
unvorhergesehen eine Übertragungsleitung unterbrochen wird, 
über welche Importstrom in ein Land fließt, dessen eigene 
Kraftwerkskapazität im Moment des Unfalls nicht ganz ausreicht.

Die zweckmäßigste Reaktion wäre hier ein Abschalten aller 
nicht-lebenswichtigen Elektrogeräte. Es ließen sich durchaus
Automaten einbauen, die dies automatisch auf ein geeignetes
Rundsteuersignal hin durchführen würden, doch diese Lösung 
ist nicht vorgesehen. Die Stromwirtschaft wirbt ja sogar im 
Gegenteil damit, dass sie IMMER die benötigte elektrische 
Leistung zur Verfügung stellen wird.

So entsteht also plötzlich durch den Ausfall des Importstroms
ein heftiges Defizit im Stromangebot gegenüber der Nachfrage. 
Dieses Defizit führt nun aber nicht im ganzen Land - wie 
weiter oben beschrieben - zum schlagartigen Absinken der 
Spannung etwa auf die Hälfte oder so, also auf ein neues 
Gleichgewicht zwischen Stromangebot und Stromnachfrage. Ein 
solches Gleichgewicht wäre zwar theoretisch möglich und auch 
technisch verwirklichbar, doch tolerieren die Verbraucher 
keine dunkelgelb glimmende Beleuchtungskörper, hängenbleibende 
Bohrmachinen und andere Unerträglichkeiten, wie sie in Kriegs- 
und Katastrophenfällen an der Tagesordnung waren und sind. 
Es kann dabei ja sogar zu Defekten an einigen Geräten kommen. 
Deshalb wird nach der geltenden Sicherheitsphilosophie lieber 
eine "saubere" Abschaltung vorgenommen.

Zunächst aber noch eine Überraschung: Obwohl sich elektrischer 
Strom fast mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, nimmt das 
Stromangebot nicht schlagartig im ganzen Land ab; es wird 
also nicht sofort dunkel. 

Diese kurze Gnadenfrist wird durch die MOMENTANRESERVE 
ermöglicht, die aus den Schwungmassen der rotierenden 
Generatoren in den großen Kraftwerken stammt. Wenn den 
rotierenden Generatoren mehr elektrische Energie entnommen 
wird, als ihnen an Antriebsenergie zugeführt wird, nutzen sie 
ihren "Schwung" (gespeicherte kinetische Energie) aus, der in 
zusätzliche elektrische Energie umgewandelt wird. Sie können 
also für Sekunden eine höhere elektrische Leistung abgeben 
als ihre Dauerleistung. Natürlich werden sie dabei langsamer 
und damit sinkt auch die Frequenz. Dies ist das auffälligste 
Alarmsignal und deutet daraufhin, dass eine Trennung des 
Netzes vom großen Europäischen Verbundnetz stattgefunden hat, 
dessen Frequenz sich nur bei einem gesamteuropäischen Blackout 
ändern würde.
Jetzt bleiben nur noch Sekunden für eine gezielte Gegenreaktion. 
Nach einem Alarmplan muss vollautomatisch die SEKUNDENRESERVE 
mobilisiert werden: 

  - Ein oder mehrere Dampfkraftwerke stehen bereit, deren 
    Heizkessel mit Nennleistung betrieben wird, deren 
    Generatoren aber nicht die volle Dampfleistung zugeführt 
    wird. Diese Kraftwerke werden absichtlich "angedrosselt" 
    betrieben. Ihre Drosselung wird jetzt blitzschnell 
    geöffnet und die Generatoren erhalten die volle 
    Dampfleistung.

  - Gleichzeitig öffnen sich die Schieber der riesigen 
    Pumpspeicherkraftwerke, deren obere Becken natürlich 
    gefüllt sein müssen. Jetzt rauschen große Wassermengen 
    durch die Fallrohre und treiben dort die Turbinen an, 
    deren Generatoren nun ebenfalls das Stromangebot 
    ausgleichen.

So wird Zeit gewonnen, in der eines oder mehrere der bisher 
nicht benötigten Mittellastkraftwerke angeheizt werden können, 
und in der auf jeden Fall die defekte Hochspannungsleitung 
repariert werden muss.

Wenn aber die hier geschilderte Vorsorge nicht getroffen 
wurde, hilft nur noch die Zwangsabschaltung einer angemessenen 
Zahl von Verbrauchern, möglicherweise einer ganzen Provinz, 
um den weiteren Rückgang von Spannung und Frequenz sowie den 
landesweiten Blackout zu verhindern. 

Doch offenbar ist man darauf nicht vorbereitet gewesen. 

So bleiben nur noch die automatischen Sicherungssysteme der 
Kraftwerke des Landes, die jetzt eine "Entscheidung" treffen. 
Um eine Überlastung ihrer Generatoren und ihre Zerstörung zu 
vermeiden, trennen sie, wenn Spannung und Frequenz einen
zugelassenen Mindestwert unterschreiten, das ganze Kraftwerk 
vom Netz und stellen die weitere Brennstoffzufuhr ab. 
Der ungenutzte Kesseldruck entweicht zischend als Dampfwolke 
durch die Sicherheitsventile und das Kraftwerkspersonal ahnt, 
dass in den nächsten Stunden oder Tagen eine Menge Arbeit zum 
Wiederanfahren der Anlage bevorsteht. 
 

** Der Dominoeffekt

Wenn das erste Kraftwerk automatisch vom Netz gegangen ist,
wird nun das Ungleichgewicht zwischen Stromangebot und 
Stromnachfrage noch schlimmer, ist der landesweite 
Zusammenbruch nicht mehr aufzuhalten. Landesweit sinken 
Spannung und Frequenz noch schneller ab und immer mehr 
Kraftwerke gehen vom Netz. Wie bei dem Spiel mit den 
senkrecht stehenden Dominosteinen reißt der erste umkippende 
Stein alle anderen mit. 

   Ein rasches Wiedereinschalten der Kraftwerke nach der 
   erfolgten Reparatur des auslösenden Leitungsdefekts ist 
   zunächst ausgeschlossen, weil die überwiegende Mehrheit 
   der Stromverbraucher ihre Elektrogeräte nicht ausschaltet 
   und jedem Kraftwerk, welches alleine den Versuch eines 
   Neustarts wagen würde, eine Vielzahl energiehungriger 
   Verbraucher gegenübersteht, deren Bedarf es nicht einmal 
   annähernd befriedigen kann. Das Wiedereinschalten ist  
   deshalb nur netzabschnittsweise nach einem genauen Plan 
   möglich und kann sich über Stunden hinziehen.

Im ganzen Land gehen also für viele Stunden die Lichter aus, 
Fahrstühle und Untergrundbahnen bleiben in ihren Schächten 
stecken, die Wasserversorgung bricht zusammen, weil die 
Pumpen nicht mehr arbeiten. In technischer Hinsicht bricht 
finsteres Mittelalter herein, ohne dass jemand darauf 
vorbereitet ist.
 

** Die Schuldfrage

Und nun wird die Frage nach der Verantwortung gestellt. 
Technisches oder menschliches Versagen? Wer ist Schuld, wer 
hätte den Blackout verhindern können? 

Wenn ein Orkan einen Baum auf eine Hochspannungsleitung 
schleudert und sie damit zerstört, so sieht dies zunächst aus 
wie "höhere Gewalt" und vermittelt den Eindruck, als gäbe es 
keinen Schuldigen, doch greift dieser Erklärungsversuch zu 
kurz.

Die Vorgänge, die zum landesweiten Blackout führen, wurden 
vorher absichtlich etwas ausführlicher dargestellt, damit ein 
Eindruck von der Komplexität entsteht, ein Eindruck davon, 
wie viele Dinge zusammen kommen müssen, damit ein Blackout 
NICHT geschieht.
Die Schuld besteht also nicht in einem fehlerhaften Tun, 
sondern sie liegt in einem Bündel von Unterlassungen. Die 
Suche nach einem Schuldigen ist deshalb nicht einfach und sie 
führt uns einige Jahre in die Vergangenheit.
 

** Verantwortung liegt beim Netzbetreiber

Der erste Anstoß für einen Blackout kann sowohl in einem 
plötzlich versagenden Kraftwerk, er kann aber auch in einem 
Ausfall des Stromnetzes liegen. Die rasche Ausbreitung des 
Schadens nach dem Dominoeffekt jedoch kann nur der 
verantwortliche Netzbetreiber verhindern. 

Anstoß und Ursache sind hier zu unterscheiden: Die tiefere
Ursache für die landesweite Ausbreitung des Blackouts liegt 
nicht an den Kraftwerken oder an dem umstürzenden Baum, 
sondern an mangelnder Vorsorge durch die 
Übertragungsnetzbetreiber. 

Geht man den Dingen dann noch weiter auf den Grund, stellt 
man fest, dass der Fehler in einer Energiepolitik liegt, die 
ihre Verantwortung nicht mehr erkennt, geschweige sie 
wahrnimmt. 
 

** Die Energiepolitik nimmt ihre Verantwortung nicht wahr.

Wir kommen hier zu einem strukturellen Problem. Stichworte 
sind: Zentralisierung, Privatisierung, Verlust der 
staatlichen Kontrolle, Irrglaube an die alles regelnde
Kraft des freien Marktes.

Beschränken wir uns in dieser Angelegenheit einmal auf die 
Verhältnisse in Deutschland.

Das noch bis November 1997 geltende Energiewirtschaftsgesetz 
aus dem Jahr 1935 enthielt in § 13 die Bestimmung: 

   "Der Reichswirtschaftsminister erläßt Vorschriften und 
   Anordnungen über die technische Beschaffenheit, die 
   Betriebssicherheit, die Installation von Energieanlagen 
   (...) sowie deren Überwachung".

Im Überschwang der Liberalisierung wurde dieser Passus 1997
ersatzlos gestrichen. Im Energiewirtschaftsgesetz vom 
28.11.97 fehlt die Ermächtigung für den Erlass von 
Vorschriften zur Netz-Sicherheit und ihrer Überwachung. 
Auch gibt es keine Behörde zur Überwachung der Stromnetze 
mehr. Der Glaube an die alles regelnden Kräfte des freien 
Marktes hat damals dem Gesetzgeber die Hand geführt. Er
hat übersehen, dass im Bereich der Stromnetze kein freier
Markt existiert.

   Der eigentliche Disziplinierungsmechanismus, der 
   Unternehmer zur Qualitätssicherung zwingt, ist der 
   Wettbewerb. Wer keine Qualität anbietet, verliert 
   seine Kunden. Wettbewerb ist aber durch die das  
   Quasi-Monopol der Netzbetreiber, d.h. durch die
   praktische Unmöglichkeit, Parallelnetze in einem
   fremden Versorgungsgebiet zu errichten, 
   ausgeschaltet.

Die Netzbetreiber handeln somit nur noch nach ihrem 
Eigeninteresse und dieses wird ausschließlich von 
finanziellen Abwägungen bestimmt; Erwägungen zum 
Gemeinwohl spielen da keine Rolle. 

Fragen wir also - ganz im Sinne dieser Abwägung von Kosten 
und Nutzen: Was riskiert eigentlich ein Netzbetreiber, der es 
unterlässt, sein Stromnetz so sicher, wie nach dem 
technischen Wissenstand möglich, auszugestalten und zu 
betreiben, der es also fahrlässig so betreibt, dass es 
durch einen umfallenden Baum zusammenbrechen kann? 

1. Die Kunden können ihn nicht verlassen.

2. Eine strafrechtliche Verfolgung entfällt, solange nicht 
ein Verstoß gegen die Mindestvorschriften zur Einhaltung der 
elektrischen Sicherheit nachgewiesen werden kann - und diese 
wurden vermutlich nicht verletzt.

3. Eine zivilrechtliche Inanspruchnahme des Netzbetreibers 
durch die Menge der Geschädigten ist nur noch in Spuren 
möglich. Die Haftpflicht der Stromnetzbetreiber gegenüber dem 
Stromkunden bei Stromausfall ist nämlich durch Gesetz bzw. 
Verordnung auf ein lächerliches Mindestmaß beschränkt. 

   Die Verordnung über Allgemeine Bedingungen für die 
   Elektrizitätsversorgung von Tarifkunden (AVBEltV) vom 
   21.06.79 bestimmt in § 6 unter der Überschrift "Haftung bei 
   Versorgungsstörungen" unter anderem:
   "Bei grobfahrlässig verursachten Sach- und Vermögensschäden 
   ist die Haftung des EVU gegenüber seinen Tarifkunden auf 
   5000 DM begrenzt. Die Haftung für Sach- und Vermögensschäden 
   ist je Schadensereignis insgesamt begrenzt auf 20.000.000 DM 
   bei einer Versorgung von mehr als einer Million Abnehmer." 

10 EUR (20 DM) pro Kunde ist also das ganze Risiko, welches 
ein Netzbetreiber eingeht, der grob fahrlässig sein Netz 
nicht redundant auslegt (also keine Ersatzleitung vorsieht), 
die billigste Lösung für die Trassenführung (Freileitung 
statt Erdkabel) wählt, keinen Alarmplan zum Abschalten von 
Teilnetzen ausgearbeitet hat, nicht dafür sorgt, dass seine 
Pumpspeicherkraftwerke gefüllt sind.

Die Folgen solcher Milde sind absehbar... 
Seit der Liberalisierung des deutschen Strommarktes 1997 
häufen sich die Tagungen der Stromwirtschaft, in denen 
Kaufleute und Techniker sich gegenseitig darüber informieren, 
wie man beim Ausbau und bei der Unterhaltung der Stromnetze 
noch mehr Geld sparen kann. Beim SFV gehen mehrmals jährlich 
Einladungen zu solchen Veranstaltungen ein.

Es besteht die Gefahr, dass das deutsche Stromnetz - einmal 
eines der zuverlässigsten der Welt - sich langsam aber stetig 
in ein Netz verwandelt, das nur noch bei "Schönwetter" 
funktionieren kann. (Doch hat dies nichts mit den Erneuerbaren
Energien zu tun.)

Wichtiges Ziel der Energiepolitik muss deshalb die 
Wiedereinführung einer strengen staatlichen Kontrolle sein. 
Eine fachlich kompetente Netzaufsicht muss Mindestforderungen 
an die Sicherheit der Stromnetze ausarbeiten, durchsetzen und 
kontrollieren. Dies muss unabhängig davon geschehen, ob der 
zukünftige Kraftwerkspark konventionell oder regenerativ sein 
wird. Auch jetzt schon, bei Kohle- und Atomstrom, wollen wir 
nicht plötzlich im Fahrstuhl stecken bleiben.
 

** Schlussfolgerung und Zusammenfassung

Aus den vorangegangenen Überlegungen lassen sich einige 
beruhigende Erkenntnisse zur zukünftigen Energiewende 
herleiten:

Der Zusammenbruch der Netze war in keinem der bekanntgewordenen 
Fälle auf ein Versagen von Anlagen zur Nutzung der Erneuerbaren 
Energien zurückzuführen, sondern auf ein Versagen im 
Verantwortungsbereich der Übertragungsnetzbetreiber.

Wind- Wasserkraft- und Biomasseanlagen arbeiten mit 
rotierenden Massen; sie bieten deshalb genauso wie die
Synchrongeneratoren der Großkraftwerke im Bedarfsfall eine 
Momentanreserve an. Diese ist bei Windanlagen wegen des 
großen Trägheitsradius ihrer Flügel sogar besonders hoch. 

Wind- und Solarstromanlagen bekommen keine Kühlungsprobleme, 
wie sie im vergangenen Sommer bei fossilen und atomaren 
Großkraftwerken an den zum Rinnsaal eingetrockneten Flüssen
auftraten.

Die landesweite Verteilung von Anlagen der Erneuerbaren 
Energien stellt einen weiteren Vorteil dar. Der oben 
geschilderte Dominoeffekt kann nur dann auftreten, wenn in 
einem Netzgebiet mehr Strom verlangt wird als gleichzeitig 
zur Verfügung gestellt werden kann. Je ausgewogener also 
das lokale Verhältnis zwischen Stromverbrauchern und 
Stromerzeugern ist, desto leichter ist es schaltungstechnisch, 
im Katastrophenfall das Verbundnetz in unabhängig voneinander 
reagierende selbständige Teilnetze aufzutrennen, und so den 
Totalausfall zumindest räumlich einzugrenzen. 
Dies spricht besonders für den Ausbau der Solarenergie auf 
den Dächern der Ballungszentren und für einen Ausbau der 
Windenergie auch im küstenfernen Binnenland.

Die Aufteilung der Leistung in viele kleine Anlagen der 
Erneuerbaren Energien stellt ebenfalls einen Vorteil dar.
Der unvorhergesehene Ausfall einer kleinen Stromerzeugungs-
einheit, kann viel leichter ausgeregelt werden als der 
unvorhergesehene Ausfall eines großen konventionellen 
Kraftwerks. Eine Vielzahl kleiner, anstelle weniger großer 
Anlagen, erhöht die Versorgungssicherheit. 

Die Frage, wie eine Stromversorgung ohne konventionelle 
Kraftwerke aufrecht erhalten werden kann, wenn die Sonne 
nicht scheint und der Wind nicht weht, wird in dem folgenden
Artikel ausführlicher behandelt. Hier nur soviel: Je höher 
der Anteil an rasch regelbaren und zuschaltbaren 
Stromerzeugungseinheiten ist, desto leichter kann der 
verantwortliche Netzbetreiber ein Defizit im Stromangebot 
durch Abruf von Reserveleistung ausgleichen. 
Hieraus ergibt sich die Forderung nach einem höheren 
Anteil von Speicherkraftwerken und regelbaren 
Biomassekraftwerken. Die Notwendigkeit einer besseren 
Einspeisevergütung für Strom aus Biomasse wird hier deutlich.

Mit einer über das ganze Land gut verteilten großen Zahl 
Stromerzeugungsanlagen der Erneuerbaren Energien bei einem 
hohen Anteil regelbarer Biomassekraftwerke sind wir demnach 
auf dem richtigen Weg.
 

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Gesonderter Hinweis

Wer privat auf eine sichere Stromversorgung Wert legt, sollte den
Beteuerungen, dass ein Blackout bei uns nicht vorkommen könne, keinen
Glauben schenken. Die sicherste Art und Weise, wie er sich schützen kann,
ist die Anschaffung einer eigenen PV-Anlage mit Inselbetriebsfähigkeit. Das
bedeutet, die Anlage trennt bei einem Netzausfall das Hausnetz vom
Versorgungsnetz und setzt die Stromversorgung des Hauses automatisch fort. 
Natürlich sind solche Solarstromanlagen, die sich auf Notstromversorgung
umschalten lassen, teurer als normale netzgekoppelte PV-Anlagen. Doch
Sicherheit hat nun einmal ihren Preis.